DE3835522A1 - Kransteuerung - Google Patents
KransteuerungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/88—Safety gear
- B66C23/90—Devices for indicating or limiting lifting moment
- B66C23/905—Devices for indicating or limiting lifting moment electrical
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
- Control And Safety Of Cranes (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kransteuerung, bei der
Steuer- und Sicherheitsfunktionen sowie Überwachungsfunk
tionen und Begrenzungsfunktionen elektronisch erfaßt und
ausgewertet werden.
Bei Kransteuerungen ist es bekannt, periphere Daten, wie
beispielsweise die Last, die Ausladung, den Drehwinkel etc.
durch Meßgeber zu erfassen und jeden dieser Befehle an ein
separates Gerät zur Auswertung weiterzuleiten. Durch eine
solche Steuerung sind viele Geräte erforderlich und die
Fehlersicherheit und die Verhinderung von Manipulationen sind
nicht im gewünschten Umfang sichergestellt.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die
Kransteuerung vom Geräteaufwand her zu vereinfachen und
zugleich ihre Fehlersicherheit zu erhöhen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sämt
liche Meßgeber, sämtliche Steuersignale aus einem Führerhaus,
Prüfsignale, ein Schlüsselschalter, ein Eingabesignal, ein
Meßverstärker, ein Referenzsignal, ein Einschaltkreis, eine
Anzeigekonsole sowie Antriebe für ein Katzfahrwerk, ein
Drehwerk und ein Hubwerk an eine zentrale speicherprogrammier
bare Steuerung (SPS) angeschlossen sind, daß alle diese
Funktionen über Ein- und Ausgangskarten direkt an die speicher
programmierbare Steuerung angepaßt sind, und daß durch die
Selbstüberwachung der einkanalig ausgeführten SPS in Verbin
dung mit peripheren Schaltungsmaßnahmen und zusätzlichen
Überwachungsprogrammen die geforderte Sicherheit erreicht
wird.
Durch den Anschluß aller peripheren Meßgeber an nur eine
speicherprogrammierbare Steuerung wird eine wesentliche
Vereinfachung in gerätetechnischer Hinsicht erreicht. Zugleich
wird die Fehlersicherheit wesentlich erhöht und es wird die
geforderte Sicherheitsklasse 3 erreicht, da die Meßgeber nicht
an einzelne im Inselbetrieb arbeitende Geräte angeschlossen
sind, sondern die Steuerung alle Signale der peripheren
Meßgeber verarbeitet und unter den Werten der Meßgeber eine
Korrespondenz hergestellt wird.
Ein Blockschaltbild als Beispiel für eine erfindungsgemäße
Steuerung ist zeichnerisch dargestellt.
Alle peripheren Geräte 2 bis 16 sind an eine speicherpro
grammierbare Steuerung 1 angeschlossen. Zu den peripheren
Geräten zählen:
2 Steuersignale aus dem Führerhaus
3 Prüfsignale
4 Schlüsselschalter für Montage und Einstellarbeiten
5 Eingabesignale für die jeweilige Krankonfiguration
6 Meßgeber für die Ausladung
7 Meßgeber für den Drehwinkel
8 Meßgeber für die Hakentiefe
9 Lastmeßachse
10 Meßverstärker
11 Referenzsignal für den A/D-Wandler
12 Antrieb Katzfahrwerk
13 Antrieb Drehwerk
14 Antrieb Hubwerk
15 Einschaltkreis für Sicherheitsabschaltung
16 Anzeigekonsole im Führerhaus
3 Prüfsignale
4 Schlüsselschalter für Montage und Einstellarbeiten
5 Eingabesignale für die jeweilige Krankonfiguration
6 Meßgeber für die Ausladung
7 Meßgeber für den Drehwinkel
8 Meßgeber für die Hakentiefe
9 Lastmeßachse
10 Meßverstärker
11 Referenzsignal für den A/D-Wandler
12 Antrieb Katzfahrwerk
13 Antrieb Drehwerk
14 Antrieb Hubwerk
15 Einschaltkreis für Sicherheitsabschaltung
16 Anzeigekonsole im Führerhaus
Die im Prinzip einkanalige speicherprogrammierbare Steuerung,
forthin SPS genannt, faßt sämtliche Steuer- und Sicherheits
funktionen, Überwachungsfunktionen und Begrenzungsfunktionen
des Krans in einem Gerät zusammen.
Die Kransteuerung kann folgende Funktionen ausführen:
- -Erfassung von Steuerbefehlen
Meldesignalen
Gewicht der Last
der Ausladung
des Drehwinkels
der Hakentiefe - - Auswertung sämtlicher Daten
- - logische Steuerung des Krans
- - Berechnung der Lastmomente mit entsprechender Abschaltung
- - Überwachung der einzelnen Getriebestufen und der maximal zulässigen Last mit Abschaltung einschließlich dynamischer Prüfung
- - Berechnung des erlaubten Drehbereiches entsprechend der Aus ladung und der Hakentiefe mit Abschaltung
- - automatisches Anfahren auf eingegebene Fixpunkte
- - Erkennung von Fehlerzuständen im Kran
- - Ansteuerung einer Mehrfunktions-Anzeige zur Ausgabe von aktuellen Daten, Grenzwerten und Fehlermeldungen
Nachfolgend werden die Funktionen der Steuerung im Detail
beschrieben.
Die eingesetzte handelsübliche SPS erreicht die ausreichende
Fehlersicherheit durch die nachfolgenden Punkte:
- 1. Fehler im Rechenwerk werden durch zyklische Selbsttests (Bit-Rotationen und arithmetische Operationen) mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt.
- 2. Fehler im Programmspeicher werden durch zyklische Prüf summenbildung und dem Vergleich mit der abgespeicherten Prüfsumme mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt.
- 3. Verfälschungen wichtiger Daten (Überlast-, Meß-, Rechen- und Grenzwerte sowie Abschalt-Fehlermerker) im Varia blenspeicher werden durch doppeltes Ablegen in verschie denen Speicher-IC′s (Merker invertiert) und durch Ver gleichsprogramme mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt.
- 4. Fehler, die zu einer Verlängerung der Programm-Zykluszeit von ca. 13 ms auf mehr als 20 ms führen (z. B. Endlos- Schleifen) werden durch den Watch-Dog in der SPS erkannt und führen sofort zu Gesamtabschaltung der SPS.
- 5. Zufällige logische Programmlauffehler (z. B. Sprünge durch Störsignale, die zu einer Verkürzung der Programm- Zykluszeit führen) werden durch einen Softwarezähler mit ausreichender Wahrscheinlichkeit erkannt und führen zur Abschaltung.
Die Peripherie mit den Geräten und Meßgebern 2 bis 16 wird
über entsprechende Ein- und Ausgangskarten direkt an die SPS
angepaßt (DC 24 Volt, AC 110 V, Analogsignale 4-20 mA).
- 1. Die digitalen sicherheitsrelevanten Eingangssignale werden doppelt geführt (teilweise invertiert) und im Programm geprüft.
- 2. Die Bitmuster von Winkelkodierern für Drehwinkel- und Ausladungsfassung 7, 6 werden im Programm durch Plausibi litätsprüfungen geprüft und somit Ausfälle der Geber erkannt.
- 3. Die Lasterfassung und die Hubposition werden Analog erfaßt und die Werte durch einen A/D-Wandler gewandelt. Die Fehlersicherheit der Lasterfassungskette wird durch einen 2-Kanal-Verstärker und durch 2 komplementäre Referenzströme für den A/D-Wandler erreicht.
- 4. Die sicherheitsrelevanten Ausgänge der SPS werden durch rückgeführte Kontakte der angesteuerten Schütze geprüft.
Das mit dem Meßgeber 9 einer Lastmeßachse in einer Umlenkrolle
erfaßte Lastsignal wird mit einem 2kanaligen Meßverstärker 10
verstärkt (4-20 mA) und in einer Analog-Eingangskarte der
SPS in digitale Werte gewandelt. In Verbindung mit zwei
Referenzströmen 11 für den A/D-Wandler und einer entsprechen
den Prüfung der Meßwerte im Programm ist eine fehlersichere
Erfassung der Last gegeben.
Nach erfolgter Mittelwertrechnung werden die Lastwerte mit den
abgespeicherten Grenzwerten im Programm verglichen und das
Hubwerk 14 mit den entsprechenden Lastgetriebekupplungen
gesperrt. Nach Erreichen der Maximallast sind nur noch Senkbe
wegungen möglich.
In der Lasterfassung ist zusätzlich eine dynamische Prüfung
enthalten, welche beim Einhaken der Unterflasche oder beim
Versuch des Losreißens der Last das Hubwerk 14 abschaltet.
Zur Berechnung des Lastmomentes wird zusätzlich die Ausladung
mit einem digitalen Geber 6 erfaßt. Die Signale werden im
Programm derart gewandelt und überprüft, so daß eine fehler
sichere Wegerfassung gegeben ist.
Da ein Turmkran einen Horizontalausleger besitzt, kann er als
einfacher Hebelarm betrachtet werden, an dem verschiedene
Kräfte wirken. Das aktuelle Lastmoment erhält man aus dem
Produkt Last × Ausladung. Um das absolute Lastmoment zu
erhalten wird, zuvor der Lastwert um folgende Faktoren korri
giert:
- - Gewicht einer Unterflasche und einer Oberflasche
- - Eigengewicht eines Hubseiles
- - Gewicht einer Laufkatze
Das erhaltene Produkt wird mit der nach dem eingestellten
Eingabesignal 5 für die Auslegerlänge bestimmten Momentenkon
stante im Programm verglichen und momentvergrößernde Bewe
gungen eines Hubwerks 14 und eines Katzfahrwerks 12 gesperrt.
Die Eingabe der jeweiligen Auslegerlänge ist nur mit Hilfe des
Montageschalters 4 möglich.
Die Endschalter- und Vorendschalterwerte zur Begrenzung der
Katze werden entsprechend der eingestellten Auslegerlänge
durch das Eingabesignal 5 berechnet. Während des Betriebes
werden diese Grenzwerte mit der aktuellen Ausladung - durch
den digitalen Geber 6 erfaßt - verglichen und die Bewegungen
des Katzfahrwerkes 12 entsprechend eingeschränkt und gesperrt.
Neben der Erfassung der Ausladung durch den Meßgeber 6 wird
der Drehwinkel und die Hakentiefe durch die Meßgeber 7 und 8
erfaßt. Die Eingabe der jeweiligen Grenzwerte kann nur bei
geschaltetem Schlüsselschalter 4 erfolgen. Dabei werden die
einzelnen Grenzpositionen angefahren und durch Drücken einer
Speichertaste eingegeben. Im Programm wird dadurch ein Abbild
der gesperrten Bereiche berechnet und in einem Datenspeicher
nullspannungssicher abgelegt.
Während des Betriebes wird die jeweilige Position der Haken
flasche (Hakentiefe, Drehwinkel, Ausladung) mit den gesperrten
Bereichen verglichen und die entsprechenden Bewegungsrich
tungen von Katzfahrwerk 12, Drehwerk 13 und Hubwerk 14 be
grenzt.
Werden während des Betriebes verschiedene Positionen mehrmals
angefahren, so kann der Kranführer diese mit Hilfe einer
Setztaste abspeichern. Wird während des Betriebes ein Fixpunkt
angefahren, so wird dieser vom Kranführer angewählt. Durch
Auslenken der Meisterschalter oder durch Drücken der Totmann
taste wird die Unterflasche mit Hilfe von Hub-, Dreh- und
Katzfahrwerk direkt auf Position gebracht.
Claims (1)
- Kransteuerung, bei der Steuer- und Sicherheitsfunktionen sowie Überwachungsfunktionen und Begrenzungsfunktionen elek tronisch erfaßt und ausgewertet werden, dadurch gekennzeich net, daß sämtliche Meßgeber (6) bis (9), sämtliche Steuer signale (2) aus einem Führerhaus, Prüfsignale (3), ein Schlüs selschalter (4), ein Eingabesignal (5), ein Meßverstärker (10), ein Referenzsignal (11), ein Einschaltkreis (15), eine Anzei gekonsole (16) sowie Antriebe für ein Katzfahrwerk (12), ein Drehwerk (13) und ein Hubwerk (14) an eine zentrale speicher programmierbare Steuerung (SPS) (1) angeschlossen sind, daß alle diese Funktionen (2) bis (16) über Ein- und Ausgangs karten direkt an die speicherprogrammierbare Steuerung (1) angepaßt sind, und daß durch die Selbstüberwachung der ein kanalig ausgeführten SPS in Verbindung mit peripheren Schal tungsmaßnahmen und zusätzlichen Überwachungsprogrammen die geforderte Sicherheit erreicht wird.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835522A DE3835522A1 (de) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Kransteuerung |
PCT/EP1989/001245 WO1990004564A1 (de) | 1988-10-19 | 1989-10-18 | Kransteuerung |
EP89119357A EP0364994A1 (de) | 1988-10-19 | 1989-10-18 | Kransteuerung |
DE89911815T DE58906647D1 (de) | 1988-10-19 | 1989-10-18 | Regelungsverfahren für einen kran. |
EP89911815A EP0394412B1 (de) | 1988-10-19 | 1989-10-18 | Regelungsverfahren für einen kran |
CA002001046A CA2001046A1 (en) | 1988-10-19 | 1989-10-19 | Crane control |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3835522A DE3835522A1 (de) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Kransteuerung |
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Publication Number | Publication Date |
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ID=6365409
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3835522A Withdrawn DE3835522A1 (de) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | Kransteuerung |
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Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE89911815T Expired - Fee Related DE58906647D1 (de) | 1988-10-19 | 1989-10-18 | Regelungsverfahren für einen kran. |
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CA (1) | CA2001046A1 (de) |
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